膜结构建筑形态的艺术表达刍议

2019-10-09 13:31 admin

当今非线性的建筑形态逐渐成为人们审美的新取向, 自由、变幻、动态的建筑形象成为人们建筑创作追求的亮点。膜结构建筑形态以其线性、曲面的建筑形态契合了非线性建筑特征, 因此, 膜结构也给建筑师开启了一种新的思考模式。然而, 由于膜结构的特殊性, 国内建筑师对膜结构建筑艺术表现缺少系统的了解, 妨碍了他们对于膜结构的选择。本文将从膜结构中最具建筑艺术表现的三方面即———结构、构造与材料, 阐释其艺术表达形式与特征, 探索创造膜建筑的造型设计手法, 以期对膜结构创作具有借鉴价值。

现代膜结构起源于欧洲, 真正的发展是在德国, 从1955年膜结构的开拓者弗赖·奥托在德国联邦花园展示会上建造出第一座张拉膜结构至今, 随着高新材料的出现和建造工艺的提升, 现已成为一类从结构、连接到材料表达都不同于传统建筑的特殊的、专业性极强的建筑形式;它作为建筑师创意新的源泉, 需要建筑师与结构师密切协作方能充分表达其建筑之美。

2 结构表现

2.1 动态平衡

膜结构建筑是一种充分展示“力”的作用的建筑。力的作用需要相互平衡才能处于稳定状态, 与其他结构类型建筑不同的是膜结构建筑的这种平衡是一种隐含在其中, 并隐隐凸现的动态的平衡。无论是充气式膜结构建筑通过充气产生的压力, 还是张拉式膜结构建筑膜布中蕴涵的预张力, 都是达成这种平衡的关键。由于膜结构建筑特殊的平衡方式, 使其产生了意想不到的空间效果, 如1967年蒙特利尔博览会德国馆 (见图1) , 其各个支撑部件之间的结合完全是因循“力”的法则而存在的, 刚性和柔性材料结合在同一个平衡体系中, 简化了除了必需的力的构件之外的一切因素。因而, 膜结构建筑给人以轻盈自由的视觉感受, 或许就是由于它兼具刚柔并济的平衡美, 并减少了其他类型建筑赖以稳定其结构和装饰的部件。

2.2 数的逻辑性

膜结构建筑形态, 一方面是对其形式和位置的识别性以及膜结构表现形式和位置内在逻辑辨别性的理性判断, 另一方面是指人对事物的主观认识。在现代膜结构建筑体系中, 膜结构建筑相较与其他类型建筑, 在结构的艺术表达上充分体现了数的逻辑性。

如“水立方”的建筑方案中采用了多面体空间钢架结构和双层ETFE (乙烯—四氟乙烯共聚物) 薄膜围护结构体系, 在设计中屋盖和墙体由类似水泡沫的多边形图案泡泡形式构成。为了达到既有重复性而又能保持一个随机无序的视觉形式, 结构采用不规则多面体空间钢结构, 建筑师与结构工程师通过比较各种角度旋转后生成的结构上弦、下弦以及扶杆种类数量, 最终选择了围绕 (0, 0, 0) ※ (1, 1, 1) 矢量轴旋转60°生成的Weaire-Phelan多面体阵列的形式, 同时保证其视觉效果满足建筑设计造型要求。感性的建筑形式要求自然随机, 实体建造经过科学理性的分析研究, 使施工及造价等方面得以保障,